Celula stem este definită ca o celula care, prin diviziune mitotică, produce două celule ce au capacitatea de a rămâne în stadiul de celulă stem (păstrând caracterul nediferențiat) sau de a se diferenția în urma unor diviziuni succesive. Dacă se divide simetric, rezultă două noi celule stem sau două celule nediferențiate; dacă se divide asimetric, rezultă o celula stem și o celulă diferențiată. Capacitatea celulei stem de a da naștere unei celule identice se numește auto-înnoire (self-renewal), iar cea de a duce la dezvoltarea altor tipuri de celule se numește diferențiere. Organismul uman este format din peste 200 de tipuri de celule diferite, toate provenind din celulele stem. în viața intrauterină, celulele stem sunt responsabile de formarea și dezvoltarea fătului. După naștere, ele ajută la reînnoirea și repararea țesuturilor și organelor. Celulele stem hematopoietice (formatoare ale celulelor din sânge), reprezintă prima categorie identificată de celule stem adulte, a cărei utilizare în scop terapeutic este dovedită și unanim acceptată.

Celulele stem se recoltează din cordonul ombilical al unui nou-născut. După nașterea și clamparea cordonului ombilical, se identifică unul dintre vasele de sânge din cordonul ombilical care este cateterizat cu o canulă. Procedura este, mai nou, completată și de recoltarea unui segment din cordonul ombilical. în medie, se reuşeşte colectarea a aproximativ 75 ml de sânge; procedura poate avea loc fie înainte, fie după expulzarea placentei. Apoi sângele este testat, crioconservat (îngheţat în azot lichid) și depozitat într-o banca de sânge pentru un viitor transplant (este preluat de către un curier special pentru transport).

Procesul de recoltare nu ar trebui să influențeze în vreun fel experiența nașterii iar procedura poate fi realizată atât la nașterea pe cale vaginală - când, însă, există riscul ușor crescut de contaminare microbiană, cât și în cazul nașterii prin cezariană. Recoltarea nu poate fi realizata în cazul unor complicații majore - dezlipirea prematură de placentă, placenta previa, rupturi ale parților moi etc. Recoltarea de celule STEM implică un risc de contaminare bacteriologică a probelor, în cazul nașterilor vaginale, însă poate apărea pierdere maternă de sânge prin întârzierea retracției uterine, care generează anemie maternă.

Celulele stem sunt folosite în special pentru regenerarea sângelui sănătos și a sistemului imunitar, existând încă un potențial dificil de estimat la acest moment ce urmează să fie valorificat pe măsură ce știința și medicina avansează (boli ereditare de sânge, anumite anormalitati metabolice). Conform statisticilor, celulele stem au fost întrebuințate în mai mult de 35 000 transplanturi la nivel mondial. Cele mai multe dintre intervenții au avut loc pentru limfom, mielodisplazie și anemie aplastica severa. Nu există însă o garanție a eficacității acestor celule în tratamentul tuturor cazurilor medicale, medicina regenerativă fiind într-o continuă expansiune, bucurându-se de atenția cercetătorilor din întreaga lume.

O unitate din sângele ombilical nu dispune de suficiente celule stem pentru a trata un pacient adult, placenta reprezentând o sursă mult mai potrivită, deoarece conține până la de 10 ori mai multe celule decât sângele. O parte din sângele placentar poate fi retransmis în sistemul circulator neonatal dacă cordonul ombilical nu este clampat prematur. În cazul în care cordonul nu este clampat, apare o reacție fiziologică la interacțiunea cu aerul rece, când o substanța gelatinoasă (gelatina Wharton) aflată în interiorul corpului își mărește volumul în jurul arterei și a venelor ombilicale.

Majoritatea companiilor care se ocupă de recoltarea celulelor stem au propriile bănci de sânge și impun o taxă anuală de depozitare alături de cea inițială (de recoltare de la naștere). În momentul în care este necesar un transplant de celule, se apelează la banca unde sunt depozitate. Celulele stem se pot transforma în celule sanguine care combat infecția, pot transporta oxigen în tot corpul și ajuta la coagularea sângelui. La acest moment sunt folosite în tratamentul unor tipuri de cancer, tulburări sanguine și deficiențe imunitare (leucemie, anemie aplastică, talasemie, boala Hodgkin și limfomul non-Hodgkin). În orice terapie care implică un transplant există un risc ca organismul să respingă celulele transplantate sau să reacționeze advers. De aceea, sângele din cordonul ombilical constituie o potrivire perfectă.

Există și situații în care boli sau afecțiuni ereditare nu pot fi tratate cu celulele stem ale copilului; din acest motiv se încearcă o potrivire cu unul-doi donatori. Copiii mai mari și adulții au adeseori nevoie de celule din partea mai multor donatori pentru ca tratamentul să funcționeze; se întamplă acest lucru deoarece volumul de sânge nu este de obicei suficient (din cauza masei corporale crescute).

Modalități concrete în care se folosesc celulele criogenate: pot fi dezghețate și folosite în proceduri autologe (o persoana primește într-un transplant propriul sânge din cordonul ombilical) sau alogene (o persoana primește sânge de la o altă persoană – rudă sau donator anonim). O intrebare care frământă pe multe persoane este la cât timp după recoltare poate fi folosit acest sânge? În principiu, pentru totdeauna, însă cercetarile în domeniu au fost inițiate în anul 1970; sunt cunoscute situații în care s-au putut folosi în transplant celulele stem la interval de 10 ani de la naștere.

Ritmul în care se dezvoltă tehnologia și în care apar noutăți, precum și rezultatele cercetărilor fundamentale ce se aplică în practica medicală fac să nu putem anticipa ce va exista în următorii 20 de ani (În acest moment se efectuează cercetări promițătoare în ceea ce privește folosirea celulelor stem în tratamentul unor afecțiuni precum boala Parkinson, Alzheimer’s, boli cardio-vasculare, diabetul de tip 1, afecțiuni ale coloanei vertebrale, înlocuirea sau tratarea organelor afectate, cancer etc.).